西藏冈底斯斑岩铜矿带蚀变系统研究

西藏冈底斯斑岩铜矿带蚀变系统研究

根据最新的研究，角岩矿床主要产于两个环境中。即岛角-地幔角环境和冲突造山环节。地球边缘环境的经典矿产国包括安第斯（如巴西的bajudelalaurma，mat等矿床）、美国西部（如兵姆，等）和印度尼西亚-伊安湖（如模其词，弗里纳河矿等）。岛拱环境中的角岩矿床代表着西太平洋地区的指挥官，如印度尼西亚的格拉斯堡、博尔格之母和菲律宾的雷普托-福se。这些成矿省和巨型矿床的含矿斑岩多属钙碱性(岛弧)和高钾钙碱性(陆缘弧),斑岩铜矿具有经典的蚀变分带模型,即自岩体向围岩依次发育环带状分布的K-硅酸盐化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带。高级泥化带时有产出,但多数受构造控制,叠加于上述蚀变带之上,标志着斑岩热液系统向浅成低温热液系统转化。碰撞造山环境的典型成矿带以青藏高原的玉龙斑岩铜矿带和冈底斯斑岩铜矿带为代表。两者均产于印度—亚洲大陆碰撞形成的喜马拉雅-西藏造山带,但形成于碰撞造山的不同阶段和不同环境。玉龙斑岩铜矿带与主碰撞带斜交,受高原东缘的走滑断裂系统控制,成矿年龄介于40～36Ma,含矿斑岩为高钾钙碱性和钾玄岩系列(shoshonitic),矿床蚀变分带与岛弧环境的相类似。冈底斯斑岩铜矿带与主碰撞带平行,形成于碰撞后地壳伸展阶段,成矿年龄集中于14～16Ma。含矿斑岩也为高钾钙碱性和钾玄岩系列,但矿床蚀变因未系统研究,蚀变分带模式尚不清楚。为此,在对冲江、驱龙两矿床野外填图的基础上,结合厅宫矿床取得的资料,本文选择了冈底斯成矿带内冲江、厅宫、驱龙3个典型斑岩铜矿床,对斑岩铜矿蚀变分带进行了系统研究,探讨了各蚀变带的元素迁移与物质变化,并对不同环境的斑岩铜矿蚀变分带特征进行了对比分析和初步总结,以增进对碰撞造山型斑岩铜矿热液蚀变系统的理解和认识。1中、晚风险区域冈底斯斑岩铜矿带属于特提斯构造域的一部分,位于西藏碰撞造山带南部。西藏碰撞造山带由一系列的古生代和中生代地体拼合而成,新生代前为亚洲大陆南缘的一部分。从中白垩世时新特提斯洋开始向北持续俯冲,55Ma左右新特提斯洋消亡,印度—亚洲大陆碰撞,西藏碰撞造山带的格局基本形成。拉萨地体具有双层结构,基底时代为中元古代—早寒武世变质岩系,上覆的沉积地层主要为奥陶系、石炭系、三叠系浅海相碎屑沉积序列。在拉萨地体南缘发育著名的冈底斯花岗岩基,其南侧依次发育日喀则弧前盆地和雅鲁藏布江缝合带。中白垩世时特提斯洋的向北俯冲,形成了沿雅鲁藏布江缝合带北侧沿冈底斯带状分布的钙碱性火山岩系和花岗岩基。冈底斯花岗岩基长度约2000km,宽达100km,呈东西向展布,具有安第斯陆缘弧特征。冈底斯岩浆活动时间主要集中在120～20Ma之间,岩浆侵位高峰期为55～45Ma,与印度—亚洲大陆大规模碰撞时间相对应。在21Ma左右花岗岩基普遍出现了一次快速冷却事件,标志冈底斯在此间发生了快速隆升(>2mm/a)。在20～14Ma左右发生区域性的东西向伸展作用,形成了近南北向的张性构造体系,引发了南北向排列的超钾质脉岩侵位和藏南中新世碰撞后钾质熔岩的喷发,在冈底斯西段发育一套钙碱性熔岩。与东西向伸展作用相对应,在冈底斯中东段花岗岩基内以及二叠纪—古近纪地层中广泛分布小规模的淡色花岗岩。冈底斯含铜斑岩体沿冈底斯花岗岩基分布,与中新世的碰撞后钾质火山岩伴生,构成了一条长350km、宽30～50km含铜斑岩带或斑岩铜矿带(图1)。这些含铜花岗质斑岩体通常侵位较浅,出露面积不足1km2。空间上,这些侵入体东西断续成带,沿冈底斯岩基和冈底斯逆冲带分布,南北向串珠状分布,受横跨拉萨地体的张性构造系统(正断层和地堑、盆地)控制。含铜斑岩体结晶年龄在17～12Ma之间,高峰期为(15±1)Ma,成矿年龄在13.5～16Ma之间,成矿高峰也为(15±1)Ma,表明冈底斯斑岩铜矿带发育于碰撞后地壳伸展环境,成矿作用受张性伸展构造系统控制。2斑岩铜化特征(1)岩石地球化学特征为花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、石英二长斑岩、花岗斑岩,少数为碱性花岗斑岩。斑岩体出露规模不大,直径一般小于2km,多为复式岩体,主要侵位于碰撞期花岗岩基和白垩系—第三系火山-沉积岩系中。岩石具斑状结构,块状构造。斑晶体积分数为15%～50%,多由斜长石、钾长石、石英、黑云母组成,部分斑岩斑晶中出现角闪石。副矿物组合为磷灰石+榍石+锆石±金红石。斑晶成分及其组合因岩石类型而异。花岗闪长斑岩与石英二长斑岩的斑晶组合相似,为斜长石+普通角闪石+石英,基质成分相差较大,前者基质由微晶斜长石和少量石英组成,后者以隐晶质和微晶石英为主。二长花岗斑岩的斑晶组合为斜长石+石英+黑云母(普通角闪石),有少量的钾长石,基质中有大量的钾长石。与花岗闪长斑岩相比,石英斑晶含量明显增加。花岗斑岩与碱性花岗斑岩斑晶组合相同,均为石英+斜长石+钾长石,含少量的黑云母,但花岗斑岩中钾长石斑晶含量少于碱性花岗斑岩。地球化学研究表明,含矿斑岩含有高的SiO2(质量分数≥56%)、Al2O3(质量分数一般≥15%),低CaO(质量分数一般≤3%)、TiO2(质量分数≤0.5%),富K2O,属于高钾钙碱性或钾玄岩系列。岩石明显富集Sr((176～930)×10-6)、LILE、LREE,亏损Y((2.74～13.98)×10-6)、HREE(w(Yb)≤0.72×10-6)和TREE((27.30～146.30)×10-6)。具有较高的Sr/Y(29.73～182.29)和(La/Yb)N比值(10.94～53.21),LREE与HREE强烈分异,但缺乏或具有微弱的正Eu异常。这些特征表明,含矿岩石具有adakite岩浆亲合性。(2)岩体边缘接触带矿化因素在冈底斯斑岩铜矿带,4个矿床达到大型规模(驱龙、冲江、厅宫、白容)。Cu品位一般为0.16%～2.27%,Mo为0.024%～1.371%,Pb为1.1%～3.48%,Zn为0.235%～1.04%。矿化类型取决于其产出部位,斑岩体内为浸染状、细脉浸染状矿化,形成铜(钼)矿体,Cu含量较高,Mo含量一般较低;岩体边缘接触带为细脉状、板脉状矿化,形成铜(钼)多金属矿体,Cu含量一般、Mo含量较高;外接触带地层内以网脉状、脉状矿化为主,形成以铅、锌为主的似层状、脉状多金属矿体,Cu含量变化大,Mo一般含量微弱。矿化金属组合与围岩环境关系密切,含矿斑岩侵位于早期的侵入岩内,则以细脉浸染状铜、钼矿化为主,如南木、冲江、驱龙等矿床;斑岩侵入灰岩或火山沉积岩内,则以网脉状、脉状含铜铅锌矿化为主,如甲马矿床。矿体形态特征由矿化类型和矿化位置决定。位于斑岩内的矿体在面上多呈板状、不规则透镜状及椭圆状,岩体边缘接触带以脉状矿体为主,外接触带矿体多呈似层状、脉状。矿石分为原生矿石与氧化矿石两种类型。原生矿石以金属硫化物为主,主要的金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、斑铜矿,少量磁铁矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿。氧化矿石分布于地表,范围有限。虽见孔雀石与铜蓝等次生金属矿物,但未发现以辉铜矿席为表征的次生富集带。3钾硅矿带与工业矿体冈底斯内冲江、厅宫、驱龙3个大型斑岩铜矿床的围岩蚀变空间分带具有很大的相似性(图2),显示斑岩型铜矿的总体蚀变特征,但其蚀变强度与蚀变矿物组合有所差异。总体上从内到外为钾硅酸盐化带—石英绢云母化带—青磐岩化带,呈环带状面型分布,泥化带在不同的矿床发育程度与分布位置不同。蚀变带组合分布与南美阿根廷的Bajodela斑岩铜-金矿床、智利Escondida斑岩铜矿和西太平洋印度尼西亚的Grasberg斑岩铜金矿床不同,而与西藏玉龙斑岩铜矿较为相近。钾硅酸盐化带:蚀变矿物组合为钾长石+黑云母+石英±钠长石±硬石膏。位于含矿斑岩体内部,以强钾硅酸盐交代和硅化为特征。该带的蚀变强度与分布范围在不同的矿床有不同的表现,冲江、厅宫铜矿内发育强烈的钾硅酸盐化,见有明显的钾长石细脉与团粒状黑云母集合体,硅化在局部发育。而驱龙铜矿则主要以次生黑云母形式出现,硅化较强,普遍发育硅化细脉。在驱龙铜矿和冲江铜矿的钾硅酸盐化带内,斜长石出现弱的钠长石化,这种钠长石化蚀变与智利的Chuquicamata斑岩铜矿相同、与西藏玉龙斑岩铜矿钠长石蚀变出现在钾化带(无矿核)相似,而与BajodelaAlumbrera斑岩铜-金矿床青磐岩化带的钠长石蚀变不同。在驱龙矿区的钾硅酸盐化带内有大量硬石膏矿物,呈紫红色团块状、角砾状和细脉状分布,显微镜下观察发现其与磁铁矿、次生黑云母、次生石英共生,部分与石英一起形成石英-硬石膏细脉。冲江矿区硬石膏较少,零星单独分布于钾长石化、硅化的岩石基质中。这与众多的斑岩铜矿如智利的Escondida斑岩铜矿、Chuquicamata斑岩铜矿、阿根廷的BajodelaAlumbrera斑岩铜-金矿床以及我国江西德兴铜厂、富家坞铜矿的蚀变现象相同。金属矿物组合为磁铁矿+黄铜矿+辉钼矿+黄铁矿。黄铜矿、辉钼矿呈浸染状、团斑状、网脉状分布。冈底斯斑岩铜矿带中的工业矿体多集中分布在本蚀变带内(图2)。石英绢云母化带:蚀变矿物组合一般为石英+绢云母+钾长石±绿泥石。钾长石与斜长石不同程度地被绢云母和石英交代,石英斑晶有次生加大现象。主要蚀变矿物为石英和绢云母,局部出现绿泥石。有少量的石膏和萤石。强石英绢云母化后岩石呈灰白色。该蚀变带主要产于含矿斑岩边缘及其与围岩的接触带上,多环绕钾硅酸盐化带分布,并与钾硅酸盐化带呈渐变过渡关系,部分叠加在钾硅酸盐化带内。这种叠加现象在驱龙矿区较为明显。石英绢云母化带的矿化范围广但矿化不强。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿,少量的方铅矿、闪锌矿。金属硫化物呈浸染状或以石英-硫化物细脉、网脉形式分布,辉钼矿以石英+辉钼矿细脉状产出。泥化带:蚀变矿物为石英+粘土矿物+黄铁矿±绢云母,以长石矿物粘土化和糖粒状石英及少量的梳状石英脉为特征。该带多叠加在其它蚀变带上,并沿构造破碎带或在岩石破碎地带分布,如冲江铜矿区的泥化带位于石英绢云母化带内,基本沿断裂分布,驱龙矿区的泥化带叠加在钾硅酸盐化带内(图2)。冈底斯带上的斑岩铜矿没有明显的泥化带发育。泥化带内的金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、铜蓝、孔雀石、辉铜矿,黄铜矿与黄铁矿呈星点状分布,辉钼矿呈斑点集合状分布于梳状石英脉中。泥化带内的矿化比较弱,还没有发现有价值的工业矿体。青磐岩化带:蚀变矿物为绿泥石、黄铁矿、绿帘石、碳酸盐矿物,多分布于上述蚀变带外围的火山岩围岩中。矿化较弱,局部可见零星的黄铜矿与黄铁矿化。根据各蚀变带矿物组合及其空间分布,从早到晚依次形成钾硅酸盐化、石英绢云母化、青磐岩化蚀变,晚期蚀变可以叠加在早期蚀变带上。泥化可能为最后形成。蚀变与矿化有下列基本对应关系:(1)钾硅酸盐化蚀变:早期黄铜矿+黄铁矿+辉钼矿浸染状、团斑状、细脉状矿化;(2)石英绢云母化蚀变:黄铜矿+黄铁矿+斑铜矿细脉(网脉)状、浸染状矿化;黄铜矿+方铅矿+闪锌矿细脉状矿化;石英+辉钼矿细脉状矿化;(3)泥化蚀变:黄铜矿+黄铁矿+辉钼矿+铜蓝+孔雀石+辉铜矿浸染状矿化;(4)青磐岩化蚀变:黄铁矿+黄铜矿浸染状(细脉状)矿化。从矿化与蚀变组合及矿体与蚀变带空间分布关系来看,冈底斯斑岩铜矿的钾硅酸盐化蚀变期是最重要的成矿时期,稍晚的石英绢云母化蚀变次之。4在刻划带中，物质成分的变化(1)蚀变带与成分的迁移特征斑岩铜矿蚀变分带是斑岩成矿系统热流体活动的结果。对斑岩铜矿蚀变系统进行物质组成变化分析有助于了解斑岩流体成矿系统特征及其成矿作用过程。对冲江和驱龙铜矿含矿斑岩内钾硅酸盐化带、石英绢云母化带、青磐岩化带内的蚀变岩石和微(无)蚀变岩石进行了物质成分分析。各蚀变带代表性岩石样品分析数据列于表1。这里用Grant(1986)的计算方法来确定各蚀变带物质成分的迁移情况。运用公式ΔC=(CFi/CAi)×CA−CFΔC=(CiF/CiA)×CA-CF(CFi和CAi分别为未蚀变岩石和蚀变岩石惰性组分的含量,CF和CA分别为未蚀变岩石与蚀变岩石某组分的含量值,ΔC为蚀变岩石相对于未蚀变岩石某组分的迁移量)计算各蚀变带物质组分迁移程度。依据Grant(1986)方法选择P2O5作为不活泼组分。各蚀变带选择一个代表性的样品参与计算,其中驱龙与冲江矿区弱(未)蚀变样品分别为Q3-1和D3-1。计算结果见表2与图3。钾硅酸盐化带:驱龙铜矿该带蚀变岩石的SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,K2O,V,Co,Ni,Cu,Mo,Rb及MgO有不同程度的富集,Ba、Sr强烈亏损,Na2O与Pb带出。SiO2,Al2O3,K2O,Rb及MgO的富集与钾长石化和富镁次生黑云母形成有关,而Ba,Sr,Pb,Na2O的减少则与斜长石、角闪石的蚀变有关。Fe2O3的增加可能说明环境氧化程度增高,形成磁铁矿。V,Co,Ni含量的增加可能暗示蚀变流体的深源性。Cu在此蚀变带含量增值最大,说明本蚀变带是铜矿化的场所。冲江矿区钾硅酸盐化蚀变岩石成分变化与驱龙矿区略有差异:Fe2O3,CaO,V,Co,Ni,Rb,MgO迁出而Na2O增加。Na2O的增加可能是斜长石钠长石化作用的结果,斜长石、角闪石被分解分别迁出CaO、MgO。石英绢云母化带:驱龙矿区主要为斜长石矿物被蚀变造成的Ca,Na,Ba,Sr等元素迁出。冲江矿区Ca,Na,K增高与绢云母形成有关。两矿区的中温成矿元素如Pb,Zn,Bi与Cu,Mo矿化元素含量均增加。在驱龙矿区,该带V,Co,Ni增加。Mo在本蚀变带内的增幅最大,暗示本蚀变阶段是辉钼矿的主要形成时期。青磐岩化带:在冲江矿区,本带内岩石Sr,Ba,Ca含量增加,Rb,Cu,Si降低,驱龙矿区则是Ca,Na,Sr降低,Rb,K,Ba含量升高。Cu,Mo,Pb,Zn等矿化元素几乎没有什么变化或变化微弱。斜长石分解可以使Ca,Na,Sr(Rb)亏损,而热液矿物如碳酸盐类矿物以及云母类矿物形成也可以使Rb,K,Ba(Sr),Ca增加。两矿区青磐岩化蚀变岩石部分元素的迁移方向不同,可能与不同矿区斑岩内该类蚀变程度不同有关。总体上两个矿区的SiO2,Al2O3,K2O,TiO2,Ba,Cr,Ni,Cu,Mo,Pb,Zn,Rb,Nb等成分表现出相同的迁移趋势。从蚀变中心的钾硅酸盐化带到外侧的青磐岩化带,Al2O3,K2O,TiO2,Cr,Ni,Cu,Mo,Zn,Rb,Nb等增高,Ba、Pb等降低。冈底斯带斑岩铜矿蚀变岩石的组分迁移特征与斑岩蚀变宏观特点相吻合。部分组分迁移方向的不一致性,可能与不同矿区的蚀变强度和(或)流体演化过程不同有关。(2)蚀变岩石的地球化学特征REE是热液活动的示踪剂,对含矿蚀变岩石稀土的研究可以获得流体/岩石反应与流体演化信息。为此,我们对冈底斯驱龙铜矿与冲江铜矿不同蚀变带的典型蚀变岩石进行了REE分析(表1)。冲江矿区从未(弱)蚀变岩石—青磐岩化带—石英绢云母化带—钾硅酸盐化带,∑REE含量变化为157.79×10-6—150×10-6—104.99×10-6—123.42×10-6,驱龙矿区也具有相似的变化规律(表1)。岩石稀土含量具有规律性的变化,与流体演化和成矿时序完全吻合,并暗示了蚀变(成矿)流体的岩浆来源。早期流体/岩石作用形成钾硅酸盐化蚀变,使得蚀变岩石∑REE含量减少,随后形成硅化绢云母化蚀变,岩石∑REE继续降低。由于青盘岩化蚀变作用不强,岩石呈现出∑REE轻微减弱现象。石英绢云母化带成为含矿斑岩蚀变区内∑REE含量最低带。从钾硅酸盐化蚀变带到石英绢云母化蚀变带岩石∑REE含量的急剧降低,可能是流体蚀变过程中环境变化的结果,因在开放体系中矿物相的蚀变更易于释放REE而使岩石REE含量减少。同一矿区各蚀变带岩石的稀土配分型式比较一致(图4)。这一特征说明蚀变岩石经历了相同来源流体的交代蚀变,是源于岩浆的流体连续作用的结果。蚀变岩石的弱Eu负异常指示蚀变过程中斜长石矿物的分解。驱龙铜矿蚀变岩石在稀土配分型式上的微略变化可能是岩浆流体演化过程中性质发生了的变化,例如有其它流体的加入。5讨论5.1岛弧-陆缘弧环境斑岩蚀变模式及蚀变机制世界上大多数斑岩铜矿产出于岛弧(陆缘弧)和碰撞造山带环境[53,54,55,56,57,58]。前者以环太平洋斑岩铜矿带为代表,如安底斯大陆边缘的斑岩铜矿带,后者以青藏高原碰撞造山带的玉龙斑岩铜矿带和冈底斯斑岩铜矿带为代表。对于岛弧-陆缘弧环境的斑岩铜矿,其热液蚀变至少有两种模式,即Lowell和Guilbert模式和Hollister模式。Lowell和Guilbert的经典模式以自内而外环带状分布的钾硅酸盐化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带为特征,蚀变模式适用于钙碱性中酸性斑岩系统(如花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩)。Hollister的模式以绿泥石、黑云母和磁铁矿大量发育为特征,石英-绢云母化带相对缺失,钾硅酸盐化带与青磐岩化带直接接触,蚀变模式适用于钙碱性中性岩系统(如闪长岩)。对于碰撞造山环境的斑岩铜矿,如玉龙斑岩铜矿带,含矿斑岩主要为高钾钙碱性和钾玄岩系列,岩相主要为二长花岗斑岩,其蚀变模式总体上类似于Lowell和Guilbert模式,自岩体向围岩,依次发育钾硅酸盐化带→石英绢云母化带→青磐岩化带。在冈底斯斑岩铜矿带,含矿斑岩也主要为高钾钙碱性和钾玄岩系列,岩相主要为花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、二长花岗斑岩和花岗斑岩,其蚀变模式也总体上符合Lowell和Guilbert模式,平面上,钾硅酸盐化带→石英-绢云母化带→青磐岩化带依次套合,呈环带状分布;空间上,钾硅酸盐化带形成蚀变核,青磐岩化带形成大面积蚀变晕,而石英-绢云母化带则介于两者之间。不同环境不同矿带斑岩成矿系统的蚀变分带特征表明,斑岩蚀变模式与其岩相岩性特征密切相关。在岛弧环境,由于含矿斑岩多以闪长斑岩和石英闪长斑岩为主,岩浆-热液硫不足以消耗岩浆中的铁,因而产出大量的绿泥石、黑云母和磁铁矿,并显示Hollister式蚀变分带模式。而在陆缘弧环境,加厚的地壳将导致岩浆充分分异而形成钙碱性的花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩,其热液系统依次发生钾交代、氢交代和Na-Ca-Mg渗滤交代,形成Lowell和Guilbert式蚀变分带。在碰撞造山环境,因碰撞而加厚的大陆地壳,更有效地阻止岩浆的快速上侵和喷发,使岩浆发生更充分的结晶分异,形成酸性斑岩系统。因而,也同样发育Lowell和Guilbert式蚀变分带模式。尽管如此,两类不同环境的斑岩蚀变系统具有不尽相同的发育程度。岛弧-陆缘弧环境的斑岩的蚀变强度较大,蚀变带间发生复杂叠加。如安第斯成矿带Escondida铜矿可以划分出至少5个蚀变带,而BajodelaAlumbrera铜矿也有复杂的蚀变带相互叠加,岛弧环境的Grasberg矿床发育大量的石英硅化脉叠加在其他蚀变带之上,位于南太平洋带的Yandera矿床具有不同阶段的蚀变叠合;蚀变矿物组合也因蚀变的复杂化而多变。在碰撞造山环境,冈底斯斑岩铜矿与玉龙斑岩铜矿蚀变分带相对简单,相带界限比较清楚,各带相应的蚀变矿物组合稳定。这表明,岛弧-陆缘弧环境的热液系统可能具有更强的活动性和脉动性。在岛弧-陆缘弧环境,斑岩蚀变系统中常常发育高级泥化蚀变(表3)。其开始发育时间可能较早,但延续时间很长,发育部位较高,叠加于上述3个蚀变带之上,主要发育在斑岩体顶部及其与围岩接触带,明显受断裂或裂隙构造控制,主要由酸性的以天水为主的流体交代而成,往往伴随着辉铜矿-蓝铜矿-硫砷铜矿-金矿化。尽管对其成因及其与斑岩系统的内在关系尚有不同的认识,但其发育标志着热液系统出现维系延续和远程效应(telescoping),许多斑岩型矿床因此而规模变大,甚至出现浅成低温热液成矿系统叠加。在碰撞造山环境,如在玉龙斑岩铜矿带,高级泥化蚀变仅见于玉龙斑岩铜矿中,而其它几个大型铜矿却没有发育。在玉龙矿区,高级泥化蚀变叠加于早期的K硅酸盐化带和石英-绢云母化带之上,其发育明显较晚,受断裂破碎带控制,发育在斑岩体顶部及其爆破角砾岩中,蚀变岩全部由埃洛石和少量伊利石、明矾石、水铝英石、三水铝石和玉髓构成,与浅成低温热液Au-Cu矿化伴生。而在冈底斯斑岩铜矿带,高级泥化蚀变基本不发育,仅见少量泥化蚀变补片(patches)叠加于钾硅酸盐化和石英-绢云母化带内,蚀变矿物组合以石英-粘土矿物为主,没有发育特征的高硫化(high-sulfidation)的明矾石-高岭石组合和低硫化(low-sulfidation)的冰长石-绢云母组合。以高级泥化蚀变为特征的热液系统延续活动和浅成低温热液Au-Cu矿化叠加,可能与区域快速隆升过程有关。在岛弧-陆缘弧环境,斑岩成矿过程中或成矿后的地块隆升,将处于浅成环境(1～3km)的斑岩型成矿系统抬升至浅成低温热液成矿系统的发育环境(1～0.5km),而斑岩岩浆供给部分岩浆水,并驱动浅表流体(天水)对流循环,达到浅成低温热液矿化的物化条件(温度:230～260℃;压力:3～5MPa)。相反,在冈底斯成矿带,冈底斯花岗岩基于20Ma前后发生大规模剥露和抬升,至18Ma左右,出现碰撞后地壳伸展,于14Ma前后,形成一系列近NS向正断层系统。冈底斯含矿斑岩侵位于13～17Ma,Cu-Mo矿化发生于14～16Ma。这些年代学资料证实,冈底斯含矿斑岩和热液-成矿系统发育于碰撞后地壳伸展阶段,Cu-Mo矿化之后,没有经历明显的地壳抬升,因此,不会发育高级泥化蚀变和浅成低温热液成矿叠加。5.2成矿环境及含矿斑岩岩浆富金的制约因素依据冈底斯斑岩铜矿的蚀变分带和物质变化特征,将蚀变-矿化过程概括为3个阶段:(1)早期钾硅酸盐化蚀变:岩浆侵位上升时含有HCl,HF,CO2等挥发组分的碱质流体与斜长石、黑云母等矿物发生交代反应,形成钾长石、次生黑云母与石英。在岩浆演化过程中,f(O2)增高使岩浆熔体中S演变为SO2,在钾硅酸盐化时发生水解,形成H2SO4与H2S,结果导致热液体系中的Cu、Mo金属氯化物络合物被离解,并以黄铜矿与辉钼矿形式大量沉淀。H2SO4与钾化作用形成的Ca结合形成硬石膏。(2)中期石英绢云母化蚀变:随着温度降低,岩浆冷凝收缩,岩石发生破裂,流体体系开放,不断产生减压沸腾(二次沸腾)。含矿流体在向破裂系统上部和外部运移过程中,高酸性流体与长石矿物发育导致大量绢云母与石英淀积,形成石英绢云母化带。伴随环境改变和系统温度衰减,部分金属硫化物沉淀出来,形成黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿,方铅矿、闪锌矿等集合体。由于硫化物在钾硅酸盐化阶段大量淀积,故该阶段矿化不强。(3)青磐岩化与晚期泥化带蚀变:岩浆流体在上述蚀变与矿化过程中有大量的Fe、Ca、Mg、Na等带出,在外带交代沉淀出绿泥石、绿帘石与碳酸盐等矿物,形成青磐岩化带,伴有微弱矿化,在细小裂隙带呈细脉产出。酸性流体加入引起绢云母蚀变,形成泥化带,并伴有较弱的孔雀石、铜蓝、斑铜矿矿化。与岛弧-陆缘弧环境的斑岩铜矿相比,有两个重要事实需要特别关注:(1)岛弧-陆缘弧环境的斑岩铜矿相对富金,例如,安第斯中部阿根廷Bajode